Ankara Milli Eğitim Müdürlüğü, Ar-Ge Merkezi, Atatürk Anadolu Lisesi 1. Giriş Kapısı, 06500, Beşevler/Ankara, Türkiye , Kırşehir, Türkiye

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Ankara Milli Eğitim Müdürlüğü, Ar-Ge Merkezi, Atatürk Anadolu Lisesi 1. Giriş Kapısı, 06500, Beşevler/Ankara, Türkiye , Kırşehir, Türkiye"

Transkript

1 1,3-DĐAMĐNOPROPANSALĐSĐLALDĐMĐN (SALPN) SHĐFF BAZININ YUMUŞAK ÇELĐK KOROZYONUNA KARŞI ĐNHĐBĐTÖR ETKĐNLĐĞĐNĐN ELEKTROKĐMYASAL POLARĐZASYON TEKNĐKLERĐYLE ĐNELENMESĐ Serhat MAMAŞ a, Bekir Sıtkı ÇEVRĐMLĐ b, Ergin KARĐPTAŞ c a Ankara Milli Eğitim Müdürlüğü, Ar-Ge Merkezi, Atatürk Anadolu Lisesi 1. Giriş Kapısı, 06500, Beşevler/Ankara, Türkiye b Ahi Evran Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü, Aşık Paşa Kampusu, 40100, Kırşehir, Türkiye c Ahi Evran Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü, Aşık Paşa Kampusu, 40100, Kırşehir, Türkiye ÖZET: 1,3-diaminopropansalisilaldimin Schiff Bazının yumuşak çelik korozyonuna karşı inhibitör etkisi, % 3,5 lik Nal ortamında çeşitli elektrokimyasal polarizasyon teknikleriyle incelenmiştir. Tafel Ekstrapolasyonu yönteminin kullanıldığı bu çalışmada 1,3-diaminopropansalisilaldimin derişiminin artmasıyla, korozyon hızının azaldığı belirlenmiştir. Bu etkinin, 1,3-diaminopropansalisilaldimin in yumuşak çelik yüzeyine daha iyi adsorplanmasından ileri geldiği ve adsorpsiyonun Langmuir Adsorpsiyon koşullarına uyduğu belirtilmiştir. Anahtar Kelimeler: Yumuşak çelik, korozyon, 1,3-diaminopropansalisilaldimin INVESTIGATION OF THE INHIBITIVE EFFET OF 1,3-DIAMINOPROPANSALISILALDIMIN (SALPN) SHIFF-BASE AGAINST MILD STEEL ORROSION BY VARIOUS ELETROHEMIAL POLARIZATION TEHNIQUES The inhibitor effect of 1,3-diaminopropansalisilaldimin (SALPN) Schiff-Base on the corrosion of mild steel in 3,5 % Nal medium was investigated by various electrochemical polarization techniques. It was determined using Tafel Extrapolation method that the corrosion rates decrease with increasing 1,3- diaminopropansalisilaldimin (SALPN) Schiff-Base in this study. The adsorption of the 1,3- diaminopropansalisilaldimin (SALPN) Schiff-Base on the mild steel surface is the main reason to cause this action, and the adsorption is accorded with Langmuir equation. Keywords: Mild Steel, corrosion, 1,3-diaminopropansalisilaldimin 1. GĐRĐŞ Korozyon en genel anlamda malzemelerin çevre etkisiyle bozularak kullanılamaz hale gelmesidir. Ancak bu terim daha çok metal veya alaşımlarının bulundukları ortam ile kimyasal reaksiyonlara girerek metalik özelliklerinin kaybetmesi olayı için kullanılır. Pek çok metal ve alaşımın çeşitli nedenlerle zaman içinde korozyona uğraması endüstride önemli kayıplara ve kazalara neden olmaktadır. Ülkemizde de geniş kapsamlı bir

2 araştırma olmamasına rağmen, korozyon kayıplarının Ulusal Gelir in %5 ini oluşturduğu tahmin edilmektedir. Metali korozyondan korumanın veya korozyonu yavaşlatmanın yollarından birisi de, inhibitör kullanmaktır. Karbonil bileşiklerinin primer aminlerle verdiği kondenzasyon reaksiyonuyla oluşan schiff bazlarının korozyon inhibitörü olarak kullanılması oldukça dikkat çekmiş ve konuyla ilgili pek çok çalışma yapılmıştır (1). Korozyon inhibitörü olarak Schiff bazlarının tercih edilmesinin sebepleri şu şekilde sıralanabilir; 1. Schiff bazlarının yapısında bulunan konjuge π bağları ve kükürt, oksijen, azot, fosfor gibi donör hetero atomların, korozyon sırasında anotlaşan mikro yüzey bölgelerinden başlayan seçimli adsorpsiyonları veya elektrostatik etkileşimleri ile metal potansiyelini stabilize etmektedir (3-5). 2. Metal ve alaşımlarda oluşan korozyon sırasında yüzeyde oluşan mikrolokal pillerde iç ve dış etkilere bağlı olan ve sürekli olarak yön değiştiren anot katot reaksiyonları nedeniyle korozyonu tek bir inhibitör yardımıyla tamamen ve sürekli olarak kontrol etmek mümkün olmamaktadır. Etkin schiff bazlarının uygun türevleriyle hazırlanan inhibitör karışımları, korozyon potansiyelini büyük ölçüde stabilize etmektedir. 3. Metal yüzeyindeki farklı yük birikimleri için inhibitörlerin farklı geometrik yapılarda etkileşime girmesi, metali genellikle şelat oluşumuyla korumakta, inhibitör verimi, oluşan şelat yapının kararlılığına bağlı olmaktadır. Bu çalışmada 1,3-diaminopropansalisilaldimin Schiff Bazının yumuşak çelik korozyonuna karşı inhibitör etkisi, % 3,5 lik Nal ortamında çeşitli elektrokimyasal polarizasyon teknikleriyle incelenmiştir. Çalışmalar halen devam etmektedir. 2. DENEYSEL ÇALIŞMA Voltametrik ölçümler Ivium Soft Programı ile destekli bilgisayar kontrollü Ivium ompact Stat model potansiyostat/galvanostat sistemi kullanılarak yapılmıştır (Şekil.1). Çalışma elektrodu olarak Bass Analytical firmasından temin edilen, 0,07 cm 2 yüzey alanına sahip, aşağıda bileşimi verilen yumuşak çelik kullanılmıştır [; 0,14, Mn; 1,00, Si; 0,10, P; 0,040, S; 0,080]. Çalışmada sıcaklık ve hız kontrollü, Bass Analytical firmasından temin edilen -3 hücre standı ve pyrex camdan yapılmış 15 ml lik hücreler kullanılmıştır. Karşıt elektrodu olarak Bass Analytical firmasından temin edilen platin tel kullanılmıştır. Referans elektrodu olarak Bass Analytical firmasından temin edilen doymuş kalomel elektrot(se) kullanılmıştır. Çözeltiler, bi destile su ve analar Nal kullanılarak hazırlanmıştır. Her deneyden önce çalışma elektrodu 800 ve 1200 gritlik zımpara ile parlatılmış, bi destile su ile yıkandıktan sonra deney hücresine yerleştirilmiştir. Deneyler öncesinde çözelti ortamında bulunan çözünmüş oksijeni uzaklaştırmak için 20 dakika süreyle sistemden azot gazı geçirilmiştir. Deneyler sırasında çözelti, stand üzerinde bulunan magnetik karıştırıcı yardımıyla karıştırılmış ve ortam sıcaklığı da yine stand tarafından termostat yardımıyla 25 0 de sabit tutulmuştur.

3 Đnhibitör olarak kullanılan 1,3-diaminopropansalisilaldimin(SALPN) schiff bazı Arş. Gör Saliha ÇELĐK tarafından sentezlenmiştir. Şekil 1. Deney Düzeneği H N OH H 2 H 2 H 2 N H OH Şekil 2. 1,3-diaminopropansalisilaldimin in(salpn) açık formülü 3. TARTIŞMA VE SONUÇLAR Şekil 3 de yumuşak çeliğin %3,5 lik Nal ortamında ve ortama inhibitör olarak 1,3- diaminopropansalisilaldimin schiff bazı eklendiğinde elde edilen Tafel eğrileri görülmektedir. Eğrilerden belirlenen korozyon potansiyelleri E kor, korozyon akımları i kor, anodik ve katodik tafel eğimleri, β anodik, β katodik, gibi korozyon parametreleri ile % inhibisyon etkinliği % η, ve yüzey kaplanma kesirleri, θ,ise Çizelge 1 de görülmektedir. % inhibisyon etkinliği ile yüzeyi kaplanma kesirleri aşağıdaki bağıntılar yardımıyla hesaplanmıştır.

4 η = x 100 (1.a) θ = (1.b) Bu bağıntılarda i o ve i, sırasıyla SALPN siz ve SALPN li ortamlardaki akım yoğunluklarıdır. Şekil 3. Yumuşak çeliğin %3,5 lik Nal ortamında, çeşitli derişimlerde SALPN ilavesiyle elde edilen Tafel eğrileri Çizelge 1. Yumuşak çeliğin %3,5 lik Nal ortamında, çeşitli derişimlerde SALPN ilavesiyle elde edilen akım potansiyel eğrilerinden belirlenen korozyon parametreleri SALPN Derişim, E kor, ppm mv β anodik β katodik i cor, µa/cm 2 % η θ ,1 0, ,8 0, ,6 0, , ,9 0,959

5 Şekil 3 ve Çizelge 1 in incelenmesiyle görüleceği gibi SALPN derişiminin artmasıyla korozyon potansiyelleri pozitife kayarken anodik ve katodik Tafel eğimleri düzenli bir değişim göstermediği, ancak korozyon akımları incelendiğinde ise giderek azaldığı görülmektedir. Đnhibisyon etkinliği ve yüzey kaplama kesirleri de derişime bağlı olarak artmaktadır. SALPN in yüksek inhibisyon etkisi, yumuşak çelik yüzeyinde adsorplanması ve olasılıkla çözünmeyen bir kompleks oluşturmasıyla açıklanabilir (8,9). Đnhibitörlerin metal yüzeyindeki koruyucu etkileri çoğu kez adsorpsiyon izotermleriyle de açıklanır. SALPN derişiminin (), yüzey kaplama kesri(θ) ile değişimi incelendiğinde yüzeydeki adsorpsiyonun Langmuir izotermine uyduğu belirlenmiştir (Şekil.4) (10-14). Şekil 4. Yumuşak çeliğin %3,5 lik Nal ortamında farklı derişimlerde SALPN içeren çözeltileri için Langmuir adsorpsiyon grafiği(10-13) Bu çalışmadan çıkan sonuçlar; SALPN in yumuşak çelik üzerindeki adsorpsiyonu Langmuir adsorpsiyon izotermine uymaktadır. En yüksek inhibisyon 40 ve 50 ppm SALPN derişiminde gerçekleşmiştir (θ>%95). 4. KAYNAKLAR 1. Ashassi-Sorkhabi, H., Shaabani, B., Seifzadeh, D., Applied Surface Science, 239(2), , Temel, H., Çakır, Ü., Uğraş, H.Đ., Uçmak H., Hoşoğlu S.,17. Ulusal Kimya Kongresi, Đstanbul, Gomma, G.K., Wahdan, M.H., Mater. hem. Phys.,, 39, 209, Li, S. hen, S. Lei, H. Ma, R.yu, D. Liu, orrosion Sci.,, 41, 1273, Growcock, F.B., Lopp V.R., orrosion Sci., 28, 397, Zucchi, F., Trabanelli, G., Brunoro, G., orrosion Sci., 33, 1135, Agaal, M., Mideen, A.S. and Qurasihi, M.A., orrosion Sci., 36, 79,1994.

6 8. Ramachrandan, S., Jovancicevic, v., orrosion, 55, , Yavuz, H., Arıca, Y., Denizli, A., Polymer Sci., 82, , Alberty, R., Silbey, R., Physical hemistry, 2nd Edition, Wiley, New York, p.845, Koç A., Çelik S., Mamaş S., Gümüş M., Kıyak T., IX. Uluslararası Korozyon Semp., Ankara, Şahin M., Bilgiç S., Aksu M.L., IX. Uluslararası Korozyon Semp., Ankara, Şahin M., Bilgiç S., IV. Elektrokimya Günleri, Adana, Karcı F., Şahin M., Bilgiç S., IV. Elektrokimya Günleri, Adana, 2003